H nitrogen Flashcards
Nævn tre molekyler med hvilke nitrogen udskilles i urinen og beskriv, hvilke komplikation de kan forårsage i det menneskelige organisme
Det udskilles som ammonium, urea og urinsyre som udskilles i urinen. Man kan nemlig ikke oplagre nitrogen.
Ammonium (NH_4+) som kommer fra aminosyrenedbrydningen. Det er giftigt for hjernen og nervesystemet. Det skaber osmotisk ubalance. Det nedsætter glutamat, der er en vigtig neurotransmitter. Det hæmmer TCA da alfa ketoglutarat forbrugestil glutamat og glutamin. Det øger den mitokondrielle membran permeabilitet og fører til celledød.
Urea (også kaldet urinstof/carbamid) er ufarligt og vandopløseligt. Det kommer fra aminosyrenedbrydning.
Urinsyre (urat) kan forårsage urinsyregigt, som er krystallisering i led som giver smerte. Det kommer fra nedbrydning af purin.
I et forsøg indtager en testperson 13C- og 15N-mærkede aminosyrer. Redegør for, hvor hhv. nitrogen- og carbon-atomerne senere, efter den absorptive fase, vil kunne spores.
Disse to er sjældne isotoper som kan detekteres ved urinprøve.
Nitrogen-atomerne bliver absorberet, og kommer ind i ureacyklusen. De vil komme ud via urinen (hvor nogle er indbygget i protein).
Carbon-atomerne kan spores i protein, i glukose når glukose lagres som glykogen, i frie fedtsyre som f.eks. VLDL der går til fedtvævet, eller det kan nedbrydes til CO2 og ATP ved glykolyse eller betaoxidation.
En bodybuilder indtager BCAA-pulver og -energidrik, men hvorfor?
BCAA = branched chain amino acids
En bodybuilder indtager BCAA-pulver og energidrik fordi det er aminosyrer som er essentielle for kroppen, dvs. aminosyrer som kroppen ikke selv kan danne, men som skal indtages via kosten. Disse branched aminosyrer kan ikke omsættes i leveren så de transporteres typisk til musklerne for at blive omsat. Det er uklart om det hjælpe til muskelstyrke.
En patient kommer ind med symptomerne: Dermatitis, mikrocytær hypokrom anæmi, svaghed og irritabilitet. Patienten får målt for lavt B6 vitamin. Nævn, hvilke metaboliske veje, der vil være påvirket.
Vitamin B6 vil normalt omdannes til PLP som er et co-faktor der bruges til at transaminere. Reaktioner der er afhængige af denne co-faktor er derved påvirket. PLP anvendes i transaminering af aminosyrer men også i glykogen-metabolismen.
Mikrocytær anæmi skyldes formentlig nedsat syntese af glycin, der bruges i hæmgrupperne.
Kramperne kan opstå pga. nedsat carboxylering af aminosyre til neurotransmittere.
Hvilke komponenter i blodet vil ændres, hvis der opstod en enzymdefekt i alanin transaminasen?
Alanin transaminasen har til funktion at flytte NH3 fra glutamat til pyruvat.
Ved en enzymdefekt i alanin transaminasen vil:
- Man vil få ophobning af pyruvat/laktat og man har få lidt alanin. Dette er fordi ALAT giver aminogruppe til pyruvat, som omdannes til alanin. Når den ikke virker vil dette stoppe.
- Blodglukose falder
- Niveauer af glutamin og glutamat stiger. Vi har for meget glutamat, der ikke får afgivet sin aminosyre.
- Urea vil falde da der ikke dannes så meget NH4+
- musklernes metabolisme vil påvirkes.
Carbamoylfosfat synthase II (CPSII) er forskellig fra det beslægtede CPSI enzym.
Beskriv forskellene, både cellulær lokalitet, regulering, substrater og metabolisk pathway.
Se skema i opgaver. CPSI: pathway: urea cyclus nitrogen kilde: NH4+ lokalisation: mitochondrie AKtivator: N-acetylglutamat
CPSII: Pathway: pyrimidin biosyntese nitrogen kilde: glutamin Lokalisation: cytosol Aktivator: PRPP Inhibitor: UTP
En patient, der har været på skiferie beklager sig over opsvulmede og smertefulde led i fingrene.
Hvilken lidelse kan der være tale om? Hvordan kan med 15N-mærket glycin identificere i hvilken del af metabolismen, der er opstået et problem?
• Hvilken behandling vil du anbefale?
Patienten har urinsyregigt, som er en smertefuld betændelsestilstand. Dette er ophobning af urinsyrekrystaller i leddet i hænderne. Det forværres når det er koldt.
Glycin indbygges ved de novo syntesen, og når purin bliver nedbrudt, så kommer der urinsyre. Man kan spore om, der er for høj syntese af puriner eller for højt urinsyre-niveau ved at kigge på ophobningen.
Allopurinol til behandling.
Hvilken effekt ville det have på nukleotidmetabolismen, hvis en mutation gjorde, at PRPP syntetasen ikke blev hæmmet af GDP og ADP?
Hvis PRPP syntetasen ikke blev hæmmet af GDP og ADP, så man danne en masse nukleotider som man ikke kan bruge til noget. Dvs. der vil være øget nukleotidmetabolisme,og man spilder energi. Der vil ske en overproduktion af PRPP og IMP, da PRP aktiverer næste step.
Hvilken funktion har purin-nukleotidcyklus under muskelarbejde? Hvad er den generelle funktion af nukleotid-genanvendelse?
Purin-nukleotidcyklus har til funktion under muskelarbejde at hjælpe til dannelse af ATP eller GTP, som giver energi. Dette sker ved at frigive ammonium og omdanne aspartat til fumarat. Den er anaplerotisk reaktion for TCA (giver substrater til cyklussen), hvilket har en vigtig funktion i musklerne.
Der frigives NH4+, der er med til at neutralisere det sure miljø i musklerne under streng muskelarbejde og laktatproduktion.
Nukleotid genanvendelse bruges for op til 90% af frigivne nukleotider, da de novo syntesen er dyr og nedbrydningen giver meget lidt energi.
Fem spædbørn, der viser symptomer på defekt i ureacyklus får taget blod- og urinprøver. Hvilket enzym er defekt og hvordan kan dette behandles?
Spædbarn 1 carbamyol-P syntetase (CPSI). Behandling: - Lav protein diæt - Medikamenter, der konjugerer med aminosyrer (f.eks. benzoesyre eller fenylbutyrat) - Muligvis genterapi i fremtiden
Spædbarn 2 Argininosuccinat syntetase Behandling: - Lav protein diæt - Medikamenter, der konjugerer med aminosyrer (f.eks. benzoesyre eller fenylbutyrat) - Muligvis genterapi i fremtiden
Spædbarn 3 Arginase Behandling: - Lav protein indtag - Medikamenter, der konjugerer med aminosyrer
Spædbarn 4 Ornithin transcarbamoylase Behanding - Lav protein diæt - Medikamenter, der konjugerer med aminosyrer (f.eks. benzoesyre eller fenylbutyrat) - Muligvis genterapi i fremtiden
Spædbarn 5 Argininosuccinat lyase Behandling - Argininterapi bestående af store mængder arginin - lav protein indtag
Hvad er zymogener og hvad er deres rolle?
Hvilken tilstand kan opstå ved for tidlig aktivering af zymogener og hvorfor?
Zymogener er inaktive precursor for enzymer. De aktiveres af forskellige ting som gør at de bliver til fordøjelses enzymer. F.eks. vil pepsinogen stige ved høj H+ koncentration og proelastase aktiveres af det andet enzym trypsin så det omdannes til elastase. De udskilles til tyndtarmen af den eksokrine pankreas.
For tidlig aktivering af zymogener kan opstå ved pankreatitis. Dette skyldes, at hvis enzymerne aktiveres for tidligt inden de forlader pancreas, vil de aktive fordøjelses enzymer begynde at fordøje pancreas.
Det bakterielle enzym urease spiller en afgørende rolle, når man vil måle mængden af urea i blodet.
Hvordan gør urease det muligt at måle blodets ureaindhold? I hvilke organer er der en defekt ved hhv. for højt og for lavt urea-indhold og hvordan kan dette forklares?
Urease laver urea om til ammoniak og co2. Det kan måles ved at mængden af ammoniak måles med en ammoniak-specifik elektrode eller via pH. Når ammoniak dannes, binder der protoner og danner dermed ammonium-ioner, hvilket øger pH. Graden af pH stigninen vil derfor være proportionel med mængden af ammoniak, der er dannet.
Højt ureaindhold tyder på nyredysfunktion. Urea vil udskilles via urinen og bliver dermed for høj i blodet. Lavt ureaindhold tyder på leverdysfunktion. Urea dannes ikke.
Beskriv opbygningen af nukleotider og redegør for deres rolle i den menneskelige organisme
Nukleotider består af en base, et sukker molekyle og så en eller flere phosphatgrupper. De er backbone i DNA og RNA. De er også i co-enzymer f.eks. NAD, FAD, og CoA. De indgår også i energi f.eks. ATP og GTP. De indgår i aktiverede intermediater f-eks. UDP-glukose. De indgår i methyl donor f.eks. S-adenosylmethionin. De indgår i second messenger f.eks. cAMP og cGMP. De kan også være allosterisk regulatorer.
Nævn et eller flere eksempler på antimetabolitter samt hvordan disse virker.
Antimetabolitter fungerer som substrat for et enzym og ligner derfor ofte substratets struktu. Mange substrater blokerer antimetabolitten for yderligere reaktioner.
Allopurinol
- Strukturel analog til hypoxanthin
- Substrat for xathin oxidase
- Hæmmer nedbrydning af nukleotidbaser
Methotrexat
- Strukturel analog til folat, hæmmer dihydrofolatreduktasen og blokerer purinsyntesen
- Anvendes som kemoterapi ved flere forskellige cancere bl.a. brystkræft, blærekræft, lymfomer og leukæmier.
- Kan anvendes ved reumatoid artritis, psoriasis og andre immuninflammatoriske sygdomme
- Binder til DHFR (dihydrofolat redukatasen) med en meget højere affinitet end folat. DFHR er nødvendig for at danne den aktive form for folat. Folat er vigtig i syntesen sf purin og pyrimidin baser. Derfor vil methotrexat hæmme syntesen af f.eks. DNA og RNA.
